Development on Artificial Cultivation method of Hatakeshimeji (Lyophyllum decastes) using fermented sawdust substrate

서론

잿빛만가닥버섯(Lyophyllum decastes (Fr.:Fr.) Sing.)은 분류학적으로는 균계(Mycota), 담자균문(Basidiomycota), 진정담자균류강(Eubasidiomycetes), 주름버섯목 (Agaricales), 송이과(Tricholomataceae), 만가닥버섯속 (Lyophyllum) 에 속하며, 주로 한국, 일본, 중국, 유럽, 북 미 북아프리카 등에 분포되어있는 식용버섯이다(Chandra 등, 2007).잿빛만가닥버섯은 일반 식용버섯보다 식미가 우 수하고 항암 및 면역력 증강효과가 있으며(Lee 등, 1987).

항암 성분으로서 (1→3)-β-D-Glucan, (1→6)-β -D-Glucan이 다량 함유되어 있어 항암 효과가 있는 것으로 알려지고 있다(Yuuichi 등, 2000).

현재 일본에서는 고가로 판매되고 있는 버섯중의 하나이

나 균사생장속도가 느리고 인공재배가 힘들어 생산되는 버 섯의 품질은 극히 낮은 편이다(Yasumi 등, 1998). 우리나라 에서는 차 등(1994)이 잿빛만가닥버섯에 대한 균사의 배양 적 특성을 조사하였고, 홍 등 (1998)은 잿빛만가닥버섯을 이 용한 볏짚의 발효배지의 제조 및 생리적 특성에 대해 보고하 였다. 최 등(2008)은 만가닥버섯 품종육성을 위해 수집 및 분양한 44종의 균사특성을 조사한 결과, MCM배지에서 생 육온도는 25℃ pH 7.0의 재배조건에서 균사생육이 양호하 였다고 하지만 만가닥버섯의 인공재배에 관한 연구는 미흡 한 실정이다. 이에 국내 보급을 위해서는 균사배양 특성 및 적정 재배 환경을 구명하고 우량균주를 선발하는 연구가 시 급한 실정이다.

본 연구는 아직 우리나라에서는 인공재배가 되지 않고 있 는 잿빛만가닥버섯의 균사배양 특성을 밝히고 인공재배 기 술개발 및 우량 균주선발 결과를 보고하고자 한다.

* Corresponding author : <[email protected]>

잿빛만가닥버섯(

Lyophyllum decastes

우성미^*, 박용환, 유영복¹, 신평균, 장갑열, 이강효, 성재모²

한국종균생산협회, 농촌진흥청 국립원예특작과학원 버섯과

, 강원대 응용생물학과

Development on Artificial Cultivation method of Hatakeshimeji (

Lyophyllum decastes

Sung-Mi Woo^*, Yong-Hwan Park, Young-Bok Yoo¹, Pyung-Gyun Shin, Kab-Yeul Jang, Kang-Hyo Lee, Jae-Mo Sung²

Korea Mushroom Spawn Production Association, Chungbuk Eumsong 369-840, Korea

1

Mushroom Research Division, National Institute of Horticultural & Herbal Science, Rural Development Administration, Suwon 441-707, Korea

2

Department of Applied Biology Graduate School, Kangwon National University , Chuncheon 200-701, Korea (Received October 6, 2009. Accepted October 13, 2009)

ABSTRACT : These experiments were carried out to determine the optimal culture conditions for nine strains of collected Hatakeshimeji, Lyophyllum decastes (Fr.:Fr.) Sing. SPA 202 and SPA 205 strains were selected because mycelium grew fast and showed fine density. All strains showed fast mycelial growth and mycelial density on BC(Burke compost) media for 20 days of incubation. The optimal sawdust species for the mycelial growth were the fermented sawdusts of Quercus aliena and Populus deltoides. Spawn running period on the fermented sawdust substrate required 50 days at 20 to 25℃ and additional 7 days after soil casing. Cultivation period and temperature forprimordia formation and fruitbody development appeared from 10 to 11 days and from 7 to 8 days at 17 to 18℃ respectively. The length of pilei and stipes of SPA 202 harvested in optimal stage showed 60mm and 67mm, respectively. Yield of SPA 202 strain grown on fermented sawdust substrate was 130g per 1,100㎖ in bottle cultivation. The length of pilei and stipes of SPA 205harvested in optimal stage showed 51mm and 81mm, respectively. Yield of SPA 205 strain grown on fermented sawdust substrate was 129g per 1,100

㎖ in bottle cultivation. SPA 202 strain and SPA 205 strain in artificial bottle cultivation of Lyophyllum decastes

used in fermented sawdust substrate were selected as themost appropriate strain in yield.

KEYWORDS : Lyophyllum decastes, Fermented sawdust, ArtificialCultivation

배지를 조제한 후(Table 2). 이를 고압살균기에서 121℃

로 20분간 살균하고 무균상내에서 직경 90㎜인 Petri dish 에 20㎖를 분주하여 식힌 후에 9개 공시균주의 각 균사체를 cork borer로 절취하여 배지에 접종하였다. 접종한 각 배지 는 25℃의 항온기에서 20일간 배양하면서 균사의 생장속도 를 측정하여 균사배양특성이 가장 우수한 공시배지를 기본 배지로 선발하였다

최적톱밥배지 수종선발

배지별 균주를 선발하기 위하여 균주별로 한천배지와 톱 밥배지에서 균사생장속도를 조사하였다. 잿빛만가닥버섯의 인공재배시 톱밥수종에 따른 배양특성을 조사하기 위하여 500㎖ 삼각플라스크에 참나무톱밥(Quercus aliena), 소나무 톱밥(Pinus densiflora), 뽕나무톱밥(Morus alba), 자작나무 톱밥(Betula platyphylla var. japonica)을 사용, 미발효톱밥 처리구와 발효톱밥 처리구로 구분하여 10~20mesh체로 친 후, 미강을 20%(w/v)로 혼합, 배지의 수분을 65%로 조절하 였다. 수분이 조절된 배지는 용적밀도가 0.21㎏/㎠이 되도 록 충전하여 90분간 121℃로 고압살균한 후 실온으로 냉각 시킨 후 무균상내에서 공시균주를 접종하고 접종된 배지는 23℃로 조절된 배양실에서 50일간 배양하면서 균사생장속 도를 측정하였으며 균사밀도를 육안으로 조사하였다.

톱밥발효 처리배지별 재배특성 구명

잿빛만가닥버섯의 인공재배시 균사배양특성을 조사하기 위하여 종균은 23℃에서 40일간 배양하였으며, 배지는 미발 효톱밥 처리배지와 발효톱밥 처리배지별로 1,100㎖ 내열성 Poly- propylene병에 참나무톱밥(Quercus aliena)40%+

포플러톱밥(Populus deltoides)40%+미강 (Rice ran)10%+

밀기울(Wheat bran) 10%를 입병한 후에 종균을 접종하였

재료 및 방법

공시균주

공시균주는 국립원예특작과학원 및 일본의 각 현버섯연구 센터에 보존중인 9개의 잿빛만가닥버섯균주를 수집하여 사 용하였다. 공시균주는 균주의 활력을 찾기 위하여 4℃로 유 지하는 균주보관실에 보관중인 균을 감자한천배지에 이식한 후 직경이 3㎝ 이상 자랐을 때 균총의 가장자리에서 직경 8

㎜의 cork borer로 떼어 새로운 배지에 이식하였으며 이식한 균주는 25℃ 항온기에서 20일간 배양하였다(Table 1).

Table 1. List of used Hatakeshimeji, Lyophyllum decastes

No. of

Strain Collection

year Scientific name Geographic origin SPA 200

SPA 201 SPA 202 SPA 203

2004 2004 2004 2005

Lyophyllum decastes Lyophyllum decastes Lyophyllum decastes Lyophyllum decastes

Japan

SPA 204 SPA 205 SPA 206 SPA 207 SPA 208

2006 2006 2006 2006 2006

Lyophyllum decastes Lyophyllum decastes Lyophyllum decastes Lyophyllum decastes Lyophyllum decastes

Korea

균사배양 특성 검정

균사생장에 적합한 배지를 선발하고자 Yasumi 등(1998) 의 방법을 참고하여 PDA, MCM, MYPA, ME, YM, HA, BC

Table 2. Composition of media used for mycelial growth of Lyophyllum decastes

Medium ingredient Medium and Composition (g/ℓ)

PDA* MCM MYPA ME YM HA BC

Dryness compost

Burke compost 200

K2HPO4 1

KH2PO4 0.46

MgSO4-7H2O 0.5

Glucose 20 10 20

Peptone 2 1 5 5 20

Malt extract 30 20 3

Yeast extract 2 2 3 2 0.1

PDA(Difco) 39

Agar 20 20 20 20 20 20

*PDA : Potato Dextrose Agar, MCM : Mushroom Complete Medium, MYPA :

Malt-Yeast-Peptone Agar, ME : Malt Extract Agar, YM : Yeast-Malt Agar,

HA : Hamada Medium,BC : Burke Compost

장 최적배지를 선발하기 위하여 PDA 등 7종류의 한천배지 에 접종하여 25℃ 항온기에서 20일간 배양 후 균사생장속도 를조사한 결과(Table 3), 모든 균주가 BC(Burke Compost) 배지에서 균사생장속도가 매우 빨랐으며 그 외 배지에서는 균주간에 많은 차이를 보였다. 이는 만가닥버섯 균사배양에 적합한 배지 선발을 위해 PDA등 6종의 배지로 시험한 결과, 다른 배지에 비해 MCM배지에서 균사생장 및 균사밀도가 양 호하였다(최 등, 2008)는 연구와는 다른 경향이었다. SPA 202 와 SPA 205 균주가 증식용 배지로서 BC배지에서 가 장 우수한 균주로 선발되었다.PDA배지에서는 SPA 205와 SPA 207이 높았으며 그 외 MCM, MYPA, ME, YM, HA배 지에서는 SPA 205균주가균사생장속도가 가장 빠른 것으로 나타났다(Fig. 2).

최적톱밥배지 수종선발

균사배양기간 동안 톱밥배지는 자실체가 생장하는데 산소 공급 등의 중요한 역할을 할뿐만 아니라 배지내 수분증발을 방지하여 주는 역할을 한다. 따라서 최적 톱밥배지 수종을 선 발하고자 수종별 톱밥을 미발효톱밥 처리구 및 발효톱밥 처 리구로 처리하여 균사생장 속도를 조사한 결과, 공시한 수종 다(Fig. 1). 균사 배양이 완료된 후 원기형성을 위해 복토를

하였으며 사용된 복토재료는 식양토로 하였고

수분함량을 65% 정도로 조절 후 80℃에서 1시간 습열 소 독한 후 3~5㎝ 두께로 복토한 후 배지온도는 25~27℃에서 원기형성을 유도하기 위하여 습도는 95%, 온도는 17~18℃, 광은 80~120Lux로 유지하였다. 자실체의 크기와 모양이 좋 고 단단하며 상품성을 가질 수 있는 수확적기를 조사하기 위 하여 Matsumoto 등(1987)의 방법을 참고하여 생육단계별 자실체를 측정하였다 (Fig. 1)

자실체 특성 구명 및 우수균주 선발

미발효톱밥 배지와 발효톱밥 배지별로 재배용으로 가장 적합한 균주를 선발하기위하여 식용이 가능한 시기에 자실 체의 형태적 특징과 수량성을 Chandra 등(2007)의 방법을 참조하여 조사하였다.

결과 및 고찰

균사배양 특성 검정

수집된 9개의 잿빛만가닥버섯 균주에 대한 증식용 균사생

Mixing Filling Sterilization

Quercus aliena 40% + Populus deltoides 40%+

Rice bran 10% + Wheat btan 10%

→ 1,100㎖ P.P. bottle → 121℃ (1.2㎏/㎠), 90min

Cooling Inoculation Incubation

Cooling Temp. of substrate to 18~20℃

Cooling Temp. of substrate to 18~20℃

→ 10~15g/1,100㎖ bottle →

Temp : 24±1℃

R.H : 60~70%

CO2 con : 2,000~3,000ppm

Scratching Soil casing Primordia formation

Remove old and infected mycelium →

Temp : 24±1℃

R.H : 60~70%

10days after scratching

→

Temp : 17±1℃

R.H : 95~100%

CO2 : 1,000ppm

Fruitbody development

→

Harvest Temp : 17±1℃

R.H : 90~95%

CO2 : 1,000ppm

Size of pileus : 0.8~1.0㎝

Stem : 10~12㎝

Fig. 1. Processing of Bottle Cultivation of L. decastes.

톱밥발효처리배지별 재배특성 구명

참나무톱밥(Quercus aliena)40%+포플러톱밥(Populus deltoides)40%+미강(Rice bran)10 %+밀기울(Wheat bran)10%배지를 미발효톱밥 처리구 및 발효톱밥 처리구별 로 1,100㎖병에 입병하여 9개 균주를 접종, 재배하여 수량 을 조사한 결과(Fig. 4), 수량은 SPA 202 균주가 미발효톱 밥 처리구의 수량은 50일간 재배시 84g, 발효톱밥 처리구 는 130g로 나타났으며, SPA 205 균주는 미발효톱밥 처리구 는 50일간 재배시 82g, 발효톱밥 처리구는 129g로서 나타나 SPA 202 및 SPA 205 균주가 가장 양호하였다. SPA 208 균주는 미발효톱밥 처리구가 50일간 재배시 52g, 발효톱밥 처리구는 77g로 수량이 가장 저조하였다. 이러한 결과는 발 효톱밥이 미발효톱밥 보다 수량이 월등히 높았고 Chandra 모두 발효톱밥 처리구가 미발효톱밥 처리구보다 균사생장

속도가 매우 빨랐으며, 특히 참나무톱밥에서는 미발효톱밥 처리구는 50일간 균사배양시 78㎜, 발효톱밥 처리구는 180

㎜로 균사생장속도가 가장 빨랐다. 수종별로는 참나무톱밥 (Quercus aliena)>미루나무톱밥(Populus deltoides)>소나 무톱밥(Pinus densiflora)>뽕나무톱밥(Morus alba)>자작나 무톱밥(Betula platyphylla var. japonica)순으로 균사생장속 도가 빨랐으며 자작나무톱밥에서는 50일간 균사배양시 균 사생장이 미발효톱밥 처리구가 31㎜, 발효톱밥 처리구는 87

㎜/50일로 가장 느렸다. 잿빛만가닥버섯 인공재배를 위한 적 정 수종 및 톱밥처리는 참나무 톱밥발효 처리배지로 나타났 다(Fig. 3).

Table 3. Mycelial growth of Lyophyllum decastes at a various media

No. of Strain Mycelial growth (㎜/25℃/20 days)

PDA* MCM MYPA ME YM HA BC

SPA 200 30 29 38 37 31 28 65

SPA 201 34 36 37 48 42 30 66

SPA 202 35 32 34 38 32 32 78

SPA 203 44 45 42 62 50 50 75

SPA 204 50 55 45 58 61 61 74

SPA 205 69 78 75 81 80 80 80

SPA 206 53 59 58 56 69 69 71

SPA 207 69 67 71 69 63 63 73

SPA 208 44 40 41 40 36 36 64

Average 47.6 49.0 49.0 53.3 49.3 47.1 71.4

*PDA : Potato Dextrose Agar, MCM : Mushroom Complete Media, MYPA : Malt-Yeast-Peptone Agar, ME : Malt Extract Agar, YM : Yeast-Malt Agar, HA : Hamada Medium, BC: Burke Compost

Fig. 2. Comparison ofmycelial growth of a various strains of L. decastes on BC(Burke Compost) media.

*a : SPA 200; b : SPA 201; c : SPA 204; d : SPA 203;

e : SPA 202; f : SPA 205; g : SPA 206; h : SPA 207; i : SPA 208

Fig. 3. Comparison of the mycelial growth on a various sawdust substrates of Lyophyllum decastes.

*a: Q. aliena; b : P. deltoides; c : P. densiflora; d : M.

alba; e : B. platyphylla

등(2007)의 보고와 같은 경향을 나타내었다(Fig.4). 발효톱 밥 처리배지를 이용한 잿빛만가닥버섯의 종균배양은 재배 사 실내 온도가 19℃ 이하가 바람직하다는 Matsumoto 등 (1987)의 보고와는 다소 다르게 본 실험에서는 SPA 202 와 SPA 205 균주는 1,100㎖병에 접종하여 균사배양을 한 결 과, 20~25℃에서 50일이 소요되고 식양토를 이용하여 복토 한 후 원기형성이 되기까지는 7일 정도가 소요되었다(Table 4).버섯의 원기형성 및 자실체 생육온도는 17~18℃로 관리 하였고, 복토는 표면에 균사체가 보이지 않을 정도로 하고 3 일 정도 건조하게 한 다음 적습을 유지하여 관리한 결과, 원 기형성은 10~11일이 소요되었고 수확기까지의 자실체 생육 기간은 7~8일 소요되었다(Fig. 5, 6). 발효톱밥 처리구배지 에서 SPA 202 와 SPA 205균주가 균사생장속도 및 재배기 간이 빠른 것을 확인하였다(Fig.4).

자실체 특성 구명 및 우수균주 선발

병 재배에 알맞은 잿빛만가닥버섯 우수 균주를 선발하 기 위하여 발효처리 톱밥을 이용하여참나무톱밥(Quercus Fig. 4. Yield of L. decastes cultivated on non-fermented

sawdust substrate and fermented sawdust substrate.

* a : SPA 200; b : SPA 201; c : SPA 202; d : SPA 203;

e : SPA 204; f : SPA 205; g : SPA 206; h : SPA 207;

i : SPA 208

**fermented sawdust substrate periods 50 days

Table 4. Artificial cultivation period of SPA 202 and SPA 205 strainof Lyophyllum decastes on fermented sawdust substrate

Division

Spawn running*

PrimordiaFruitbody formation** development***

AfterAfter SpawningSoil casing Days 50710~117~8

*Spawn running and incubation temp. : 20~25℃, **Primordia formationinitiation temp. :17~18℃, ***Fruitbody development temp. : 17~18℃

Fig. 5. Changes of substrate surface from filling out of substrate tofruit-body development in bottle cultivation of L. decastes,.

*a :Filling; b : Inoculation; c : Incubation; d : Scratching; e : Soil casing; f : Mycelial rising; g : Primordia formation

e f g

*a b c d

서 수집한 균주의 균사배양 특성을 검정하고 자실체 발생을 위한 다양한 재배방법을 구명하였다. 잿빛만가닥버섯 9균주 를 공시하여 선발한 결과는 다음과 같다. 균사생장속도가 빠 르고 균사밀도가 양호한 SPA 202 및 SPA 205균주를 선발 하였으며 선발배지는 BC배지가 가장 양호하였다. 인공재배 시 참나무톱밥과 포플러톱밥이 균사생장속도가 가장 빠르고 균사밀도가 가장 치밀하였으며 최적배지는 발효톱밥을 사용 한 참나무톱밥(Quercus aliena)40%+포플러톱밥(Populus deltoides)40%+미강(Rice bran)10 %+밀기울(Wheat bran)10% 배지로서 이 때균사배양적온은 20-25℃이며 배 양기간은 접종 후 50일, 복토 후 7일이 소요되었으며, 원기형 성 및 자실체생육기간은 17-18℃에서 각각 10~11일, 7~8 일이 소요되었다. SPA 202균주의 수확적기의 자실체는 갓 의 직경이 60㎜, 대의 길이가 67㎜이며, 수량은1,100㎖병당 130g이었으며 SPA 205균주의 수확적기의 자실체는 갓의 aliena)40%+포플러톱밥(Populus deltoides)40%+미강

(Rice bran)10 %+밀기울(Wheat bran)10%배지에서 재배 적 특성을 조사한 결과, 균사생장속도는 SPA 20 2 와 SPA 205 균주가 각각 50일간 균사 배양시 178, 179㎜로 가장 빨 라 Chandra 등(2007)의 보고와 같은 경향이었다. SPA 202 균주의 수확적기의 자실체는 갓의 직경은 60㎜, 대의 길이는 67㎜이며,수량은 1,100㎖병당 130g이었으며 SPA 205 균 주는 수확적기의 자실체는 갓의 직경이 51㎜, 대의 길이는 81㎜였으며, 수량은 1,100㎖병당 129g이었다. 재배 특성 및 수량을 고려하여 병 재배용 잿빛만가닥버섯 우수균주로서 SPA 202 와 SPA 205가 선발되였다(Table 5).

적 요

잿빛만가닥버섯의 인공재배법을 개발하고자 국내·외에

*a b c

Fig. 6. Fruitbody development and harvest procesing of L. decastes.

*a : Supporting with paper sheet; b : Fruitbody development; c : Harvest

Table 5. Mycelial growth characteristics and productivity of a various L. decastes

No. of Strain

Mycelial growth*

(mm/50days)

Pileus Size Thickness

(㎜)(㎜)

Stipe LengthDiameter

(㎜)(㎜)

Yield (g/1,100㎖

bottle) SPA 200

SPA 201 SPA 202 SPA 203 SPA 204 SPA 205 SPA 206 SPA 207 SPA 208

156 165 178 147 100 179 154 156 144

457.1 547.3 608.3 497.5 326.2 518.1 436.9 427.2 387.4

6111 5513 6720 6414 7412 8118 6617 7515 7616

100 103 130 104 96 129 120 110 77

Average 153.2 46.07.3 68.8 15.0 106.4

* Fermented sawdust substrate(Quercus aliena 40%+Populus deltoides 40%+Rice bran 10%+Wheat bran 10%)

J ung, K. J., Choi, D. S. 2007. Cultivation technique using plastic container and selection the superior strain of nameko mushroom (Pholiota nameko). Printed in S.

KOREA 5(2) : 51-58.

L ee, C. O., Choi, E. C., Kim, B. K. 1987. Immunological Studies on Antitumor Component of Lyophyllum decastes. Yakkak Hoeji 31(2) : 70-81.

M atsumoto, T., Kitamoto, Y.1987. Induction of fruit body formation by water-flooding treatment in sawdust cultures of Lentinus edodes. Trans. mycol. Soc. Japan 28 : 437-443.

M iura, T., Kubo, M., Itoh, Y. 2002. Antidiabetic Activity of Lyophyllum decastes in Genetically Type 2 Diabetic Mice. Biol Pharm. Bull. 25(9) : 1234-1237.

Y asumi, A., 1998. Reutilization of culture wastes of Pleurotus ostreatus and Pholiota nameko for cultivation of Lyophyllum decastes. J. Wood Sc.i. 44 : 417-420.

Y uuichi, U., Hitoshi, I., Makoto, H. 2000. Antitumor Effects of (1→3)-β-D-Glucan, (1→6)-β -D-Glucan Purified from Newly Cultivated Mushroom, Hatakeshimeji (Lyophyllum decastes Sing.). J. Biosci.

.Bioengineering 90(1) : 98-104.

최 성열, 장후봉, 노재관, 최재선. 2008. 만가닥버섯의 품종선 발과 재배기술개발. 제5차년도완결보고서(유용버섯류의 재배기술 개발). 농촌진흥청, p.216~250.

직경이 51㎜, 대의 길이가 81㎜, 129g이었다. 잿빛만가닥버 섯 인공재배 결과, 배지는 발효톱밥 처리구가 미발효톱밥 처 리구보다 수량이 많아 SPA 202균주와 SPA 205균주가 가 장 양호한 균주로 선발되었다.

참 고 문 헌

C ha, D. Y., Kang, A. S., Chang, H. Y. 1994. Development of Artificial Culture Method of Lyophyllum decastes. RDA. J.

Agri. Sci. 36(1) : 696-700.

C handra, P. P., Shoji, O. 2007. Submerged culture conditions for mycelial yield and polysaccharides production by Lyophyllum decastes. Food Chemistry 105 : 641-646.

C hihara, G., Maeda, Y. Y. 1981. Current Chemotherapy and Immunotherapy. Proc. p1188

H ashimoto, K. and Takahashi, Z. 1974. Studies on the growth of Pleurotus ostreatus. Mushroom Science 9 : 585-593.

H ong, J. S., Kim, D. H. 1998. Studies on improving the nutritive value of rice straw by fermentation with Lyophyllum decastes. Kor. J. Mycol 16(3) : 128-134.

J ang, K. Y., Jhune, C. S., and Shin, C. W. 2003. Studies on the morphological and physiological characteristics of Pleurotus cystidiosus O. K. Miller, the abalong mushroom.

Korean J. Mycology 31(3) : 141-147.